某實驗員為了探究“向水中釋放潛水裝置的有關規律”,他建立了如圖*所示的理想模型。由複合材料製成的圓柱體A懸掛在...
問題詳情:
某實驗員為了探究“向水中釋放潛水裝置的有關規律”,他建立了如圖*所示的理想模型。由複合材料製成的圓柱體A懸掛在動滑輪下面,一根繩子通過某種繞法(未畫出)將定滑輪、動滑輪組成滑輪組,繩子的一端握在實驗員手中。實驗員通過緩慢釋放
繩子,使物4體A在空中下降,然逐漸進入水中。實驗時,物體A下表面向下移動的距離為x,實驗員手拉繩子的力F與x的關係如圖乙所示,已知圓柱體A的密度ρA=2×103kg/m3,底面積S=0.09m2,高H=1m;不計動滑自重,不計繩重和滑輪組各處摩擦。ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg,實驗員的質量約為70kg。
(1)求A物體的重力G;
(2)通過計算猜想滑輪組中的繩子的繞法在圖*中畫出一種繞法(滑輪不一定都用上):
(3)計算出圖乙中Fx的數值,並推算當物體A浸入水中0.4m深時,實驗員對繩子的拉力F。
【回答】
(1)1800N(2)(3)480N
【解析】
(1)先根據幾何公式求出物體A的體積,再利用計算物體A的質量,最後根據G=mg計算A物體的重力;
(2)由F-x圖象知道,當x=0時,F=600N,由於不計動滑自重、繩重和滑輪組各處摩擦,根據F=計算連線動滑輪繩子的股數,最後畫出滑輪組中的繩子的繞法;
(3)由F-x圖象可知,當x≥2m時,手拉繩子的力Fx 不變,此時物體A浸沒在水中,根據計算物體A 受到的浮力,由計算Fx 的數值;當物體A浸入水中h=0.4m深時,物體A受到的浮力,最後根據計算實驗員對繩子的拉力。
【詳解】
(1)由於圓柱體A的底面積是:S=0.09m2,高是:H=1m,
所以,物體A的體積是:VA =SH=0.09m2 ×1m=0.09m3 ,
由知道,物體A的質量是:=180kg,
故A物體的重力是:G=mg=180kg×10N/kg=1800N;
(2)由F-x圖象知道,當x=0時,F=600N,即物體A在空中下降時的拉力為600N,
由於不計動滑自重、繩重和滑輪組各處摩擦,由F=知道連線動滑輪繩子的股數是:n=, 即有三股繩子的拉力與重力G平衡,所以,繩子的繞法有多種,其中之一如下圖:
(3)由F-x圖象知道,當x≥2m時,手拉繩子的力Fx 不變,說明此時物體A浸沒在水中,故物體A排開水的體積是:V排=VA =0.09m3 ,
此時物體A 受到的浮力是:
此時物體A受到重力、浮力和拉力的作用,
且拉力是:
當物體A浸入水中h=0.4m時,物體A排開水的體積是:
物體A受到的浮力是:
此時實驗員對繩子的拉力是:。
【點睛】
本題考查的是重力公式、密度公式、滑輪組繩子拉力的計算以及阿基米德原理應用,解題的關鍵是能從圖象上找出有用的資訊,然後熟練運用相關公式解題,有一定的難度。
知識點:密度
題型:計算題
-
簡答題(選做一題)(5分)20.閱讀下面《紅樓夢》選段,依據原著故事情節,回答問題。一句話未了,忽見一個老婆子...
問題詳情:簡答題(選做一題)(5分)20.閱讀下面《紅樓夢》選段,依據原著故事情節,回答問題。一句話未了,忽見一個老婆子忙忙走來,說道:“這是那裡說起!金釧兒姑娘好好的投井死了!”金釧兒因何投井自盡?她死後,王夫人和寶釵對此作何反應?請簡述。21.閱讀下面《歐也妮·葛朗臺》選段,...
-
Chinahasbeenpushingthereformofpublichospitals_______al...
問題詳情: Chinahasbeenpushingthereformofpublichospitals_______allitscitizens.A.inchargeof B.forthepurposeof C.inhonorof ...
-
如圖所示,細繩MO與NO所能承受的最大拉力相同,長度MO>NO,則在不斷增加重物G重力的過程中(繩OC不...
問題詳情:如圖所示,細繩MO與NO所能承受的最大拉力相同,長度MO>NO,則在不斷增加重物G重力的過程中(繩OC不會斷): ( ) A.ON繩先被拉斷B.OM繩先被拉斷C.ON繩和OM繩同時被拉斷D.因無具體數...
-
下列各組詞語中,沒有錯別字的一組是A.閒情逸致 聲名鵲起 意氣相投 金碧輝煌B.情隨事遷 隱約...
問題詳情:下列各組詞語中,沒有錯別字的一組是A.閒情逸致 聲名鵲起 意氣相投 金碧輝煌B.情隨事遷 隱約其辭 誇誇奇談 前赴後繼C.夢寐以求 百折不撓 聞過飾非 慘淡經營D.言簡意賅 言近指遠 伸張正義 良辰...
相關文章
- 為了探究加速度與力的關係,某同學設計瞭如圖所示的實驗裝置,帶滑輪的長木板水平放置.在該實驗中必須採用控制變數法...
- (2019·武漢)某同學為進一步瞭解“視力矯正”的原理,利用如圖所示的探究凸透鏡成像規律的裝置做了實驗。他在發...
- 某同學為了探究“視力矯正”原理,利用探究凸透鏡成像規律的裝置做了以下實驗.如圖所示,光屏上得到的是模糊的倒立實...
- 在“探究海波熔化和凝固規律”的實驗中,繪製出了如圖*所示的影象。實驗裝置如圖乙。(1)實驗時,組裝器材要
- 為了探究加速度與力的關係,某同學設計瞭如圖1所示的實驗裝置,帶滑輪的長木板水平放置.在該實驗中必須採用控制變數...
- 在探究“加速度與力的關係”實驗中,某同學設計了一種新的方法:他按如圖1所示安裝好實驗裝置,在不懸掛小吊盤時,調...
- 某同學採用如圖3所示的裝置進行了有關“動能定理”研究的實驗。a.按圖3把實驗器材安裝好,不掛配重,反覆移動墊木...
- 如圖24*所示為探究“浮力大小與物體浸入水中深度的關係”的實驗裝置。先在*簧測力計的下端掛一個金屬圓柱體,測出...
- 某小組做“探究水的沸騰”實驗,實驗裝置如圖所示(1)要完成該探究實驗,除了圖中所示的器材外,還需要的測量工具是...
- 某同學為了探究“視力矯正”原理,利用探究凸透鏡成像規律的裝置做了以下實驗。如圖所示,光屏上得到的是模糊的倒立實...